Hvad er ildfaste metaller?
Ildfaste metaller er metalelementer på det periodiske system med flere forskellige karakteristika. De har smeltepunkter over 3.632 ° Fahrenheit (2.000 ° Celsius) og er faste ved stuetemperatur. De er også ekstraordinært modstandsdygtige over for slidelementer, såsom krybe deformation, hvilket er en formændring, som almindelige metaller gennemgår, når de udsættes for stress. Der er fem etablerede ildfaste metaller, herunder niobium, molybdæn, tantal, wolfram og rhenium. Andre metalelementer og forbindelser er undertiden inkluderet i denne gruppe, herunder krom, wolframlegeringer og en legering af molybdæn, der indeholder titan og zirkonium, kendt som TZM.
De ildfaste metaller varmebestandighed af wolfram er et godt eksempel på en af disse egenskaber. Den er så stor, at selv når den opvarmes til en temperatur på 1.832 ° Fahrenheit (1.000 ° Celsius), viser den stadig to gange den styrke, som elementjernet har ved stuetemperatur. Dette gør det nyttigt til sådanne anvendelser som raketnæskegler, langvarige filamenter i glødepærer og som et additiv til stål, der bruges til svejsning og andre applikationer ved høj temperatur. Rustfrit stål indeholder også wolfram for at øge sin egenskab af ildfaste metaller korrosionsbestandighed til industriel rørføring, hvor stærke, kaustiske kemikalier behandles.
Da ildfaste metaller slides med en meget reduceret hastighed, bruges de også i vid udstrækning til fremstilling af komponenter, der skal demonstrere langvarig slidbestandighed, såsom bøsninger og dyser. Mange af disse komponenter bruges i højtydende maskiner, såsom inden for luftfartsindustrien eller fremstilling af halvlederelektronik. Wolframlegeringer, såsom TZM såvel som niob og krom, bruges ofte til disse applikationer. Krom er også inkluderet i kategorien ildfaste metaller oxidationsresistens, fordi det er en meget holdbar belægning til lejer.
Andre egenskaber ved ildfaste metaller er rettet mod deres anvendelse til flere specifikke industrier. Molybdæn har en meget forudsigelig ekspansionskoefficient, der gør det til et nøglemetal i termoelementer og køleplader i computere, mens rheniums unikke kemiske reaktivitet giver det applikationer i processer som hydrokrakning, nedbrydning af petroleum til enklere molekyler. Niobium anvendes til design af atomkraftværker og er et ideelt metal til superledere, da det har et meget lavt niveau af neutronabsorption. Tantal bruges i rumfart og i kirurgisk udstyr på grund af dets inerte karakter, når det er i kontakt med kropsvæsker og væv. Wolfram og dets forbindelser bruges i vid udstrækning som et styrkende metal i alt fra minedrift til olieboreindustrien, med et sådant behov for det, at meget af metallet genvindes fra skrot.